Lea Rausch

Dr. rer.nat. Lea Rausch

Forschungsthema: Mathematische Optimierung der Wasserversorgung von Slums in Megastädten

Beispiel für ein Optimierungsergebnis eines Wasserversorgungsnetzwerkes für ein Slum-Cluster in Dhaka, Bangladesch.
Beispiel für ein Optimierungsergebnis eines Wasserversorgungsnetzwerkes für ein Slum-Cluster in Dhaka, Bangladesch.

Im Rahmen des Kompetenzfeldes „Technical Operations Research“ werden in einem interdisziplinären Ansatz mathematische Optimierungsmethoden eingesetzt und weiterentwickelt um die Wasserversorgung von Slums in Megastädten zu planen.

Der Zugang zu sicherem und sauberem Trinkwasser wurde 2010 von der Generalversammlung der Vereinten Nationen als Menschenrecht anerkannt. Dennoch fehlt ca. 900 Mio. Menschen auf der Welt dieser Zugang zu Trinkwasser. Dies betrifft insbesondere Bewohner von informellen Siedlungen, die sich vor allem in großen Städten bilden. Nach Schätzungen der Vereinten Nationen wird sich der Anteil der Weltbevölkerung, der in Städten wohnt, bis zum Jahr 2050 von derzeit 54% auf etwa 66% erhöhen. Der größte Teil dieses Wachstums konzentriert sich dabei auf Städte in Entwicklungsländern in Afrika, Asien und Südamerika, in dem der Anteil an Bewohnern informeller Siedlungen besonders hoch ist. Das enorme Wachstum führt zu einer erheblichen Herausforderung für die Versorgungsinfrastruktur dieser Städte. Vor allem für Städte mit mehr als 10 Mio. Einwohnern, sogenannte Megastädten, in denen eine Größenordnung von 2000 informellen Siedlungen keine Seltenheit ist, ist diese Planung eine sehr komplexe Aufgabe.

An dieser Stelle werden Lösungsvorschläge für die Planung einer nachhaltigen Versorgungsinfrastruktur entwickelt, die auch Dynamiken der Stadtentwicklung und die Eigenschaften der sich ausbildenden urbanen Strukturen berücksichtigen. Die Lösungsvorschläge beruhen auf der Implementierung von mathematischen Optimierungsmodellen (z.B. LP, MIP, MINLP) und der systematischen Auswertung von Optimierungsergebnissen.

Publikationen

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2019

Rausch, L. (2019):
Mathematische Optimierung von Wasserversorgungsnetzwerken für informelle Siedlungen in Mega Cities.
Aachen, Shaker Verlag, TU Darmstadt, In: Forschungsberichte zur Fluidsystemtechnik, 21, ISBN 978-3-8440-6687-6,
[Dissertation]

2018

Rausch, L. ; Pelz, P. F. (2018):
Optimizing water supply networks for slums in urban areas.
In: MIT Water Summit 2018: Thirsty Cities, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA, 15./16. November 2018, [Online-Edition: http://wl.fst.tu-darmstadt.de/wl/publications/poster_2018111...],
[Konferenzveröffentlichung]

Friesen, J. ; Rausch, L. ; Pelz, P. F. ; Fürnkranz, Johannes (2018):
Determining Factors for Slum Growth with Predictive Data Mining Methods.
In: Urban Science, S. 81, 2, (3), DOI: 10.3390/urbansci2030081,
[Online-Edition: http://www.mdpi.com/2413-8851/2/3/81],
[Artikel]

Rausch, L. ; Friesen, J. ; Pelz, P. F. (2018):
Design of water supply networks and source selection for slums by using mixed-integer programming.
In: EURO 2018 - 29th European Conference on Operational Research, Valencia (Spanien), 08. Juli 2018, [Online-Edition: https://www.euro-online.org/conf/admin/tmp/program-euro29.pd...],
[Konferenzveröffentlichung]

Rausch, Lea ; Friesen, John ; Altherr, Lena ; Meck, Marvin ; Pelz, Peter (2018):
A Holistic Concept to Design Optimal Water Supply Infrastructures for Informal Settlements Using Remote Sensing Data.
In: Remote Sensing 2018, MDPI, 10, (2), ISSN 2072-4292,
DOI: 10.3390/rs10020216,
[Online-Edition: http://www.mdpi.com/2072-4292/10/2/216/pdf],
[Artikel]

2017

Holl, Mario ; Rausch, L. ; Pelz, P. F. (2017):
New methods for new systems–How to find the techno-economically optimal hydrogen conversion system.
In: International Journal of Hydrogen Energy, Elsevier Science Publishing, S. 22641-22654, 42, (36), ISSN 0360-3199,
[Online-Edition: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319917...],
[Artikel]

Rausch, L. ; Friesen, J. ; Altherr, Lena C. ; Pelz, P. F. (2017):
Using Mixed-Integer Programming for the Optimal Design of Water Supply Networks for Slums.
In: In: Operations Research Proceedings 2017: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research Society (GOR), [Online-Edition: https://www.springer.com/us/book/9783319899190],
[Artikel]

Friesen, John ; Rausch, L. ; Pelz, P. F. (2017):
Providing water for the poor - towards optimal water supply infrastructures for informal settlements by using remote sensing data.
In: Joint Urban Remote Sensing Event (JURSE), 2017, Dubai, VAE., [Online-Edition: http://ieeexplore.ieee.org/document/7924541/],
[Artikel]

2016

Rausch, L. ; Leise, Philipp ; Ederer, Thorsten ; Altherr, Lena C. ; Pelz, P. F. (2016):
A Comparison of MILP and MINLP Solver Performance on the Example of a Drinking Water Supply System Design Problem.
In: ECCOMAS Congress 2016 - VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences a nd Engineering, [Online-Edition: https://www.eccomas2016.org/proceedings/pdf/8717.pdf],
[Artikel]

2013

Hülsing, Andreas ; Rausch, Lea ; Buchmann, Johannes (2013):
Optimal parameters for XMSS-MT.
In: Security Engineering and Intelligence Informatics, CD-ARES 2013 Workshops, [Online-Edition: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-40588-4_...],
[Artikel]

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